Ротонные возбуждения в конденсированной среде
Показано, что в расплавах вблизи кривой плавления, в многокомпонентных жидкостях, в плотных газах, а также в сверхтекучем гелии однородное состояние среды может быть неустойчивым. В среде могут самопроизвольно образовываться нанокластеры, метастабильная устойчивость которых обусловлена возрастанием...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176270 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Ротонные возбуждения в конденсированной среде / А.И. Карасевский // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1363-1367. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859750808485101568 |
|---|---|
| author | Карасевский, А.И. |
| author_facet | Карасевский, А.И. |
| citation_txt | Ротонные возбуждения в конденсированной среде / А.И. Карасевский // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1363-1367. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Показано, что в расплавах вблизи кривой плавления, в многокомпонентных жидкостях, в плотных газах, а
также в сверхтекучем гелии однородное состояние среды может быть неустойчивым. В среде могут самопроизвольно образовываться нанокластеры, метастабильная устойчивость которых обусловлена возрастанием
ориентационной энтропии при спонтанном вращении наночастиц. При положительной энергии образования
наночастиц их концентрация определяется возрастанием конфигурационной энтропии системы. Подобно вакансиям в кристаллах, ротонные кластеры являются структурными дефектами расплава.
Показано, що в розплавах поблизу кривої плавлення, в багатокомпонентних рідинах, щільних газах, а також надплинному гелії однорідний стан середовища може бути нестійким.
В середовищі можуть спонтанно утворюватись нанокластери,
метастабільна стійкість яких обумовлена зростанням орієнтаційної ентропії при спонтанному обертанні наночастинок. При
позитивній енергії утворення наночастинок їх концентрація
визначається зростанням конфігураційної ентропії системи.
Подібно вакансіям в кристалах ротонні кластери є структурними дефектами розплаву.
In the article it has been shown that in the melt near melting
curve, in the many component liquids, dense gases and superfluid
liquids the homogeneous state of the medium can be unstable. In a
medium, nanoclusters can spontaneously form whose metastable
stability is due to an increase in the orientational entropy during
spontaneous rotation of nanoparticles. With a positive nanoparticle
formation energy, their concentration is determined by the increase
in the configuration entropy of the system. Similar the vacancies in
crystals, roton clusters are structural defects of a melt.
|
| first_indexed | 2025-12-01T23:54:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
Low Temperature Physics/Фізика низьких температур, 2018, т. 44, № 10, c. 1363–1367
Ротонные возбуждения в конденсированной среде
А.И. Карасевский
Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, пр. Вернадского, 36, г. Киев, 03142, Украина
E-mail: akaras@imp.kiev.ua
Статья поступила в редакцию 7 мая 2018 г., опубликована онлайн 28 августа 2018 г.
Показано, что в расплавах вблизи кривой плавления, в многокомпонентных жидкостях, в плотных газах, а
также в сверхтекучем гелии однородное состояние среды может быть неустойчивым. В среде могут самопро-
извольно образовываться нанокластеры, метастабильная устойчивость которых обусловлена возрастанием
ориентационной энтропии при спонтанном вращении наночастиц. При положительной энергии образования
наночастиц их концентрация определяется возрастанием конфигурационной энтропии системы. Подобно ва-
кансиям в кристаллах, ротонные кластеры являются структурными дефектами расплава.
Ключевые слова: нанокластеры, расплавы, термодинамическое равновесие.
1. Введение
Представление о ротонных возбуждениях было вве-
дено Л.Д. Ландау в 1947 году для объяснения экспери-
ментальных данных по термодинамическим свойствам
жидкого гелия II (см., например, [1–3]). При этом ро-
тонные возбуждения рассматривались как идеальный
больцмановский газ с параболическим законом дис-
персии, параметры которой подбирались из экспери-
мента. Однако оставалась невыясненной возможность
существования этого типа возбуждений в других кон-
денсированных средах.
Хорошо известно, что спонтанно возникшие дис-
персные частицы в среде должны быть неустойчивы
[4]. Это обусловлено положительной работой, которая
выполняется средой для создания поверхности и объе-
ма частицы. Однако многочисленные рентгеновские и
электронно-микроскопические исследования металли-
ческих расплавов [5–7], аморфных металлических лент
[8,9], плотных газов [10–12] и др. показывают наличие
в среде метастабильных наноразмерных кластеров.
2. Нанокластеры в расплаве
Когда в однокомпонентном расплаве вблизи кривой
плавления спонтанно образуется 0N наночастиц низ-
котемпературной кристаллической фазы, которые мо-
гут вращаться вокруг своего центра тяжести, измене-
ние термодинамического потенциала системы можно
записать в виде [13,14]
( ) ( )0 0
rot{ , }s slF W N N N S F T∆ = + ∆µ + σ + ω . (1)
Здесь s l∆µ = µ −µ , lµ и sµ — химические потенциалы
атомов в жидкой и твердой фазах, slσ — поверхност-
ная энергия межфазной границы, rot ( , )F Tω — измене-
ние термодинамического потенциала, обусловленное
вращением наночастицы, sN и lN — число атомов в
наночастице и в расплаве. В (1) принято во внимание
постоянство общего числа атомов 0
l sN N N N= + , ве-
личиной 0( )W N определяется вклад в (1) конфигура-
ционной энтропии наночастиц в расплаве. В случае
сферической частицы радиуса l и плотности ρ,
34 /(3 )sN l m= πρ , где m — масса атома, 24S l= π —
площадь поверхности частицы.
Выражение в фигурных скобках в (1) — свободная
энергия образования наночастицы в расплаве:
( ) ( )rot, ,s slF T N S F Tω = ∆µ +σ + ω . (2)
2.1. Вращение наночастиц в среде
Наночастицы в среде являются статистическими
объектами, вращение которых приводит к понижению
их свободной энергии. Вследствие трения со средой
максимальное значение частоты вращения наночасти-
цы ограничено, и при вычислении статистического
интеграла интегрирование по проекциям вращения
необходимо проводить в конечных пределах. В этом
случае для вращательной части свободной энергии
сферической частицы получаем
( ) ( ) ( )
3/2
rot 3
8
, ln 3 ln Erf ( )B
B B
a
Ik T
F T k T k T
π
ω = − − χ
σ
,
(3)
© А.И. Карасевский, 2018
А.И. Карасевский
где
( ) 2
0
2Erf e x dx
χ
−χ =
π ∫ , 2
2 B
I
k T
χ = ω , (4)
ω — частота вращения наночастицы, I — момент инер-
ции наночастицы, aσ — число физически эквивалент-
ных ориентаций наночастицы, которое в случае кри-
сталлической частицы приближенно равно числу узлов
решетки, выходящих на поверхность наночастицы:
24 /a al sσ ≈ π , где as — площадь поверхности, прихо-
дящаяся на узел. В случае ГЦК кристаллов 2 /2as R= ,
где R — межатомное расстояние.
В вязкой среде на вращающуюся частицу действу-
ют силы трения, и за время t∆ при повороте на угол
t∆ϕ = ω∆ наночастица выполняет работу
A M∆ = ∆ϕ, (5)
где
38M l= − πη ω (6)
— момент сил трения, η — динамическая вязкость
жидкости. Работа вязких сил приведет к изменению
кинетической энергии частицы
kW I∆ = ω∆ω. (7)
В условиях динамического равновесия kA W∆ = ∆ , урав-
нение, описывающее вращательное движение макроско-
пического твердого тела в вязкой среде, имеет вид
dM I
dt
ω
= . (8)
Решение (8) можно записать в виде
/
0e Rt− τω = ω , (9)
где 3/(8 )R I lτ = πη — характерное время частотной
релаксации, 0ω — начальное значение частоты ( 0)t = .
Для сферической частицы ( 58 /15I l= πρ )
2
15R lρ
τ =
η
. (10)
В случае кластера из атомов аргона в жидком Ar
3( 2,8 10 г/(cм с),−η = ⋅ ⋅ 31, 4 г/cм ,ρ = 30Ål = ) Rτ =
123 10 с−= ⋅ , что сравнимо с периодом колебаний ато-
мов в жидкости.
Однако вследствие вращения частицы изменяются
не только работа сил вязкого трения (5) и кинетическая
энергия частицы (7), но и ориентационный вклад нано-
частицы в свободную энергию (3)
rot
rot
F
R
∂
∆ = ∆ω
∂ω
. (11)
В этом случае условие динамического равновесия
rotkA W R∆ = ∆ + ∆ приводит к уравнению
( )3/2
1 3 1 e 2
Erf R
d
dt
−χ χ − = −
χ τπ χ χ
. (12)
Для сферической частицы величина
5 24
15 B
l
k T
πρ
χ = ω (13)
степенным образом зависит от размера частицы. Так,
для наноразмерных частиц Ar ( 100 Å,l = 84 К,T =
31, 4 г/с ,ρ = 1100 с )−ω = величина 122 10−χ = ⋅ . При
столь малых значениях χ уравнение (12) можно ре-
шить и определить явную зависимость ( )tω :
( )
( )
0
1/21 / N
t
t
ω
ω =
− τ
, (14)
где Nτ — характерное время стабильного вращения
наночастицы
3 2
0
3
16
B
N
k T
l
τ =
πη ω
, (15)
0ω — начальная частота вращения наночастицы ( 0)t = ,
которая определяется флуктуационными процессами в
среде. В качестве примера при 100 Å,l = 84 К,T =
32,8 10 г/(cм с),−η = ⋅ ⋅ 31, 4 г/cм ,ρ = 2 1
0 10 с−ω = харак-
терное время 24,5 с.Nτ =
В начальный момент времени ( )Nt < τ частота ( )tω
плавно возрастает (14), но при Nt τ возрастание ( )tω
становится аномально большим, что приводит к значи-
тельному увеличению χ. При 1χ ≥ второе слагаемое в
круглых скобках в (12) пренебрежимо мало и возрас-
тание ( )tω сменяется, согласно (9), ее экспоненциальным
уменьшением и прекращением вращения.
Из (13) следует также, что вследствие сильной зави-
симости χ от l спонтанное вращение частиц может
возникать лишь в случае частиц малых размеров
1/5
2/5
151
4
Bk Tl
≤ πρω
. (16)
Так, при 84 К,T = 31, 4 г/cм ,ρ = 1
0 100 с−ω = величина
42,5 10 cмl −≤ ⋅ .
С термодинамической точки зрения, возникновение
спонтанного вращения наночастицы обусловлено воз-
растанием ориентационной энтропии [15], удельная
величина которой зависит от размера наночастицы,
имеет максимум при значении l порядка нескольких
нанометров и быстро спадает при возрастании l .
Необходимо отметить, что эффект спонтанного
вращения наночастиц неоднократно наблюдался в экс-
перименте. В [16,17] наблюдалось спонтанное враще-
ние наночастиц Bi и Pb в аморфной матрице SiO и в
жидком Ga [18]. Спонтанно вращаются также кристал-
1364 Low Temperature Physics/Фізика низьких температур, 2018, т. 44, № 10
Ротонные возбуждения в конденсированной среде
лические ядра при плавлении наночастиц Pb [19] и др.
Во всех экспериментах отмечалось, что частота вра-
щения наночастиц зависит от размера частиц и темпе-
ратуры, а процесс вращения ограничен во времени, т.е.
состояние вращения сменяется состоянием покоя, за-
тем частица снова начинает вращаться.
2.2. Образование дисперсной структуры
Как уже отмечалось, самопроизвольное образование
в расплаве участков кристаллической фазы, атомных
кластеров в жидких растворах или в плотных газах
является маловероятным из-за значительной работы,
которую необходимо затратить системе на образование
поверхности и объема частицы [4]. В данном разделе
показано, что при возможности реализации наночасти-
цами в среде вращательных степеней свободы оптими-
зируется размер наночастиц и уменьшается свободная
энергия их образования. При этом наночастицы, даже
при положительной энергии их образования, подобно
вакансиям в кристалле, возникают в среде, приводя к
возрастанию конфигурационной энтропии системы.
В жидкой фазе вблизи кривой плавления свободную
энергию образования кристаллической частицы (2)
можно записать в виде
3 2( , ) ( ) 13 ln 3 lnsl B B
m
F l T y y k T y k T ω
ω = ∆µ +σ − −
ω
,
(17)
где /y l R= — приведенный радиус наночастицы,
1/3 5
15
8
m
R
ω =
π ρ
— характерная частота, 24sl sl Rσ = πσ —
значение поверхностной энергии наночастицы. В (17)
принято во внимание, что 28 ( / )a l Rσ = π .
На кривой плавления ( ) ( )l m s mT Tµ = µ и вблизи тем-
пературы плавления кристалла mT разность химиче-
ских потенциалов ( )T∆µ может быть разложена в ряд
по mT T− . В линейном приближении по mT T−
( ) 4 2 1
3 m
TT
T
π
∆µ = λ −
, (18)
где ( )m l sT s sλ = − — теплота плавления на атом,
/ Ps T= −∂µ ∂ — энтропия на атом. В (18) также учте-
но, что в ГЦК решетке масса атома 3 / 2m R≈ ρ .
Равновесное значение радиуса кластера определяет-
ся из условия минимума (17) по y
( )3 23 2 13 0sl By T y k T∆µ + σ − = . (19)
Решение уравнения (19) в общем виде достаточно гро-
моздко, однако вблизи кривой плавления sl∆µ << σ
и y можно записать в виде
3/2
13 3 31
2 4 2
B B
sl sl sl
k T k Ty
∆µ = − σ σ σ
. (20)
На рис. 1 представлена зависимость изменения сво-
бодной энергии образования наночастицы (17) от ее
радиуса. Предполагается, что ( ) mtω = ω . Минимумы на
кривой ( , )mF lω указывают на возможность спонтан-
ного образования в исходно однородной среде относи-
тельно небольших метастабильных ( 0( , ) 0mF lω > )
кластеров. Критической величиной, определяющей
возможность спонтанного возникновения нанокласте-
ров в средах с легко изменяющимися внутренними
параметрами (системы вблизи фазового перехода пер-
вого рода, жидкие растворы, плотные газы и т.п.), яв-
ляется slσ , с возрастанием которой увеличивается
энергия образования наночастицы (рис. 2) и уменьша-
ется ее радиус (рис. 3).
Рис. 1. Зависимость свободной энергии образования кла-
стера аргона от его размера при Т = 84,5 К, 0,5slσ = (1);
1 (2); 2 (3) эрг/см2.
Рис. 2. Зависимость приведенного значения энергии образо-
вания нанокластера 0( , )mF lω от температуры при трех зна-
чениях slσ (см. рис. 1).
Low Temperature Physics/Фізика низьких температур, 2018, т. 44, № 10 1365
А.И. Карасевский
3. Ротоны в жидком гелии
Идеальной системой для самопроизвольного воз-
никновения нанокластеров является сверхтекучий ге-
лий в области двухжидкостного состояния. Рассмот-
рим локальную концентрацию нормальной фазы как
легко изменяющийся внутренний параметр, при мак-
симальном возрастании которой формируется нано-
кластер. Существенно, что вращательный вклад в сво-
бодную энергию 4Не кластера также можно учитывать
в классическом приближении, критерием применимо-
сти которого является условие, что вращательный
квант 2 /2I гораздо меньше Bk T [1]:
2
1
2 BI k T
<<
. (21)
Для сферического кластера радиусом 5 Ål = , состоя-
щего из атомов гелия при 2 КT = и плотности среды
30,145 г/cмρ = , 2 /(2 ) 0,03BI k T ≈ и кластер содержит
12 атомов. Рассмотрим сверхтекучий гелий в рамках
двухжидкостной модели как бинарный раствор сверх-
текучей и нормальной компонент, в котором 0 ( )c T —
концентрация нормальной компоненты, температурная
зависимость которой берется из литературы. Тогда
работа образования участка неравновесной концентра-
ции равна [20]
( ) ( ) ( ) ( )20
0 0
0
( ) 1[ ]
2A
c
R c c c c c c d
c
∂ϕ
= ϕ −ϕ − − + β ∇ ∂
∫ r ,
(22)
где ( )cϕ — плотность термодинамического потенциала
раствора, последним слагаемым в (22) принимается во
внимание неоднородность концентрации. В приближе-
нии идеального раствора
( ) [ ]ln (1 ) ln(1 )Bk Tc c c c c
v
ϕ = + − − (23)
0β = ,
где v — объем на атом, и
( ) ( )
( )0 0
1
[ ] 1 ln ln
1
B
A
ck T cR c c c d
v c c
−
= − +
−
∫ r . (24)
Если принять, что кластер состоит из нормальной ком-
поненты раствора ( 1c ≈ ), то
[ ]0 0ln[ ( )]A BR c k T c T
v
Ω
= − , (25)
где Ω — объем кластера. Свободная энергия при обра-
зовании кластера в жидкой смеси из сверхтекучей и
нормальной компонент равна
( ) ( )1 3
0, lns BF T k T c T y− ω = +
2 13 ln 3 lnB B
m
y k T y k T ω
+ σ − −
ω
. (26)
На рис. 4 приведена энергия образования кластера из
нормальной компоненты в Не II в зависимости от его
приведенного радиуса y при трех различных темпе-
ратурах.
4. Заключение
В жидкостях и газообразных средах флуктуации
внутренних параметров могут приводить к образова-
нию наноразмерных кластеров, метастабильная устой-
чивость которых обусловлена спонтанным вращением
наночастиц. В качестве таких кластеров могут быть
участки неравновесной фазы вблизи линии фазовых
переходов первого рода, а также области с сильно из-
мененной концентрацией в растворах или плотных
газах. При малом размере кластеров возникает спон-
танное вращение частиц относительно центра тяжести,
частота которого возрастает со временем. После дос-
тижения определенного значения частоты вращение
прекращается. С термодинамической точки зрения,
возникновение спонтанного вращения наночастицы
Рис. 3. Равновесный размер наночастицы 0y в жидком аргоне
как функция температуры.
Рис. 4. Зависимость свободной энергии образования нано-
кластера от его приведенного радиуса y в Не II при трех
различных температурах: 2,05 (1); 2,0 (2); 1,5 (3) К.
1366 Low Temperature Physics/Фізика низьких температур, 2018, т. 44, № 10
Ротонные возбуждения в конденсированной среде
обусловлено возрастанием ориентационной энтропии
частицы, удельная величина которой зависит от размера
наночастицы, имеет максимум при значении l порядка
нескольких нанометров и быстро спадает при возраста-
нии l [15]. При наличии термодинамических предпосы-
лок к вращению наночастиц, существует множество
механизмов, приводящих к спонтанному вращению на-
ночастиц в среде (в качестве обзора см. [21]).
Несмотря на положительное значение энергии обра-
зования наночастиц (рис. 1, 2, 4), образование наноча-
стиц в среде (подобно вакансиям в кристалле) приво-
дит к возрастанию конфигурационной энтропии
системы, т.е. при определенной концентрации является
термодинамически выгодным. Таким образом, спон-
танно возникшие наночастицы в среде являются свое-
образными структурными дефектами системы.
_______
1. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Статистическая механика,
Наука, Москва (1968).
2. И.М. Халатников, Теория сверхтекучести, Наука,
Москва (1971).
3. Р. Фейнман, Статистическая механика, Мир, Москва
(1975).
4. Я.И. Френкель, Кинетическая теория жидкости, Наука,
Москва (1975).
5. А.В. Романова, Металлофизика, Наукова думка, Киев
(1971), вып. 37, с. 3.
6. R. Hezel and S. Steeb, Z. Naturforsch. 25a, 1085 (1970).
7. Я.И. Дутчак, Рентгенография чистых металлов, Вища
школа, Львов (1977), с. 162.
8. A. Il’inskii, I. Kaban, W. Hoyer, A. Shpak, and L. Taranenko,
J. Non-Cryst. Solids 347, 39 (2004).
9. I. Kaban, S. Gruner, W. Hoyer, A. Il’inskii, and A. Shpak,
J. Non-Cryst. Solids 353, 1979 (2007).
10. Б.М. Смирнов, УФН 173, 609 (2003).
11. Г.Н. Макаров, УФН 180, 185 (2010).
12. Б.М. Смирнов, УФН 181, 713 (2011).
13. A.I. Karasevskii, Philos. Mag. 95, 1717 (2015).
14. А.И. Карасевский, Металлофиз. новейшие технол. 38,
141 (2016).
15. A.I. Karasevskii, Philos. Mag. Lett. 97, 66 (2017).
16. A. Be’er, R. Kofman, F. Phillipp, and Y. Lereah, Phys. Rev.
B 74, 224111 (2006).
17. A. Be’er, R. Kofman, F. Phillipp, and Y. Lereah, Phys. Rev.
B 76, 075410 (2007).
18. A. Be’er, R. Kofman, and Y. Lereah, Centr. Eur. J. Phys. 8,
1 (2010).
19. T. Ben David, Y. Lereah, G. Deutscher, R. Kofman, and P.
Cheyssac, Philos. Mag. A 71, 1135 (1995).
20. М.А. Кривоглаз, УФН 111, 617 (1973).
21. D. Chowdhury, Resonance 10, 63 (2005).
___________________________
Ротонні збудження в конденсованому середовищі
А.І. Карасевський
Показано, що в розплавах поблизу кривої плавлення, в ба-
гатокомпонентних рідинах, щільних газах, а також надплин-
ному гелії однорідний стан середовища може бути нестійким.
В середовищі можуть спонтанно утворюватись нанокластери,
метастабільна стійкість яких обумовлена зростанням орієнта-
ційної ентропії при спонтанному обертанні наночастинок. При
позитивній енергії утворення наночастинок їх концентрація
визначається зростанням конфігураційної ентропії системи.
Подібно вакансіям в кристалах ротонні кластери є структур-
ними дефектами розплаву.
Ключові слова: нанокластери, розплави, термодинамічна
рівновага.
Roton excitations in a condensed medium
A.I. Karasevskii
In the article it has been shown that in the melt near melting
curve, in the many component liquids, dense gases and superfluid
liquids the homogeneous state of the medium can be unstable. In a
medium, nanoclusters can spontaneously form whose metastable
stability is due to an increase in the orientational entropy during
spontaneous rotation of nanoparticles. With a positive nanoparticle
formation energy, their concentration is determined by the increase
in the configuration entropy of the system. Similar the vacancies in
crystals, roton clusters are structural defects of a melt.
Keywords: nanoclusters, melts, thermodynamic equilibrium.
Low Temperature Physics/Фізика низьких температур, 2018, т. 44, № 10 1367
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2004.09.006
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2007.02.024
https://doi.org/10.3367/UFNr.0173.200306b.0609
https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201002d.0185
https://doi.org/10.3367/UFNr.0181.201107b.0713
https://doi.org/10.1080/14786435.2015.1045569
https://doi.org/10.1080/09500839.2017.1281458
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.224111
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.224111
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.075410
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.075410
https://doi.org/10.1080/01418619508236241
https://doi.org/10.3367/UFNr.0111.197312b.0617
https://doi.org/10.1007/BF02896322
1. Введение
2. Нанокластеры в расплаве
2.1. Вращение наночастиц в среде
2.2. Образование дисперсной структуры
3. Ротоны в жидком гелии
4. Заключение
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-176270 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T23:54:35Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Карасевский, А.И. 2021-02-04T07:57:35Z 2021-02-04T07:57:35Z 2018 Ротонные возбуждения в конденсированной среде / А.И. Карасевский // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1363-1367. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0132-6414 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176270 Показано, что в расплавах вблизи кривой плавления, в многокомпонентных жидкостях, в плотных газах, а также в сверхтекучем гелии однородное состояние среды может быть неустойчивым. В среде могут самопроизвольно образовываться нанокластеры, метастабильная устойчивость которых обусловлена возрастанием ориентационной энтропии при спонтанном вращении наночастиц. При положительной энергии образования наночастиц их концентрация определяется возрастанием конфигурационной энтропии системы. Подобно вакансиям в кристаллах, ротонные кластеры являются структурными дефектами расплава. Показано, що в розплавах поблизу кривої плавлення, в багатокомпонентних рідинах, щільних газах, а також надплинному гелії однорідний стан середовища може бути нестійким. В середовищі можуть спонтанно утворюватись нанокластери, метастабільна стійкість яких обумовлена зростанням орієнтаційної ентропії при спонтанному обертанні наночастинок. При позитивній енергії утворення наночастинок їх концентрація визначається зростанням конфігураційної ентропії системи. Подібно вакансіям в кристалах ротонні кластери є структурними дефектами розплаву. In the article it has been shown that in the melt near melting curve, in the many component liquids, dense gases and superfluid liquids the homogeneous state of the medium can be unstable. In a medium, nanoclusters can spontaneously form whose metastable stability is due to an increase in the orientational entropy during spontaneous rotation of nanoparticles. With a positive nanoparticle formation energy, their concentration is determined by the increase in the configuration entropy of the system. Similar the vacancies in crystals, roton clusters are structural defects of a melt. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів Ротонные возбуждения в конденсированной среде Ротонні збудження в конденсованому середовищ Roton excitations in a condensed medium Article published earlier |
| spellingShingle | Ротонные возбуждения в конденсированной среде Карасевский, А.И. Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів |
| title | Ротонные возбуждения в конденсированной среде |
| title_alt | Ротонні збудження в конденсованому середовищ Roton excitations in a condensed medium |
| title_full | Ротонные возбуждения в конденсированной среде |
| title_fullStr | Ротонные возбуждения в конденсированной среде |
| title_full_unstemmed | Ротонные возбуждения в конденсированной среде |
| title_short | Ротонные возбуждения в конденсированной среде |
| title_sort | ротонные возбуждения в конденсированной среде |
| topic | Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів |
| topic_facet | Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176270 |
| work_keys_str_mv | AT karasevskiiai rotonnyevozbuždeniâvkondensirovannoisrede AT karasevskiiai rotonnízbudžennâvkondensovanomuseredoviŝ AT karasevskiiai rotonexcitationsinacondensedmedium |